Проект автоматизированного участка по изготовлению деталей ходовой части транспортной машины

где N- объем годового выпуска деталей, шт.

t_ш-к- штучно-калькуляционное время i-ой операции, мин.

F_o- эффективный годовой фонд времени работы станка, ч.

К_В- средний коэффициент выполнения норм времени.

Коэффициент загрузки рабочего места:

(2.3)

Число операций, закрепленных за рабочим местом:

(2.4)

Определим объём партии запуска деталей

n=, (2.5)

где К=12-число запусков в год при среднесерийном производстве

n==166

Расчет типа производства для технологического процесса изготовления детали кронштейн на партию деталей 2000 шт. в год приведен в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Расчёт коэффициента закрепления операции

Т.к. 10<К_зо<20 то среднесерийное производство.

Серийное производство является основным типом машиностроительного производства, Примерно 80% всей продукции машиностроения страны изготовляется на заводах серийного производства (производства станков, прессов, деревообрабатывающих станков, текстильных машин, насосов, вентиляторов и т.д.). В серийном производстве заготовки изготавливают сериями, а заготовки обрабатывают партиями.

В серийном производстве процесс изготовления деталей построен по принципу дифференциации операций. Отельные операции закреплены за определённым рабочим местом. Поэтому производство этого типа характеризуется необходимостью переналадки технологического оборудования при переходе на изготовление другой партии деталей. Довольно широко используют станки с числовым программным управлением в том числе и многоцелевые; получают распространение гибкие производственные системы. Целесообразно применение специального режущего инструмента, а также применение специальных мер и измерительных приборов.

Выбор технологического оборудования и оснастки должен быть обоснован соответствующими технико-экономическими расчётами.

Оборудование может быть расположено по групповому признаку или по потоку.

2.2 Анализ конструкции детали на технологичность

Качественная оценка технологичности конструкции детали

Одним из основных требований к машине, а, следовательно, и к ее деталям является технологичность конструкции, под которой понимают степень их соответствия производственным условиям, позволяющим применять технологические процессы, обеспечивающие изготовление деталей с наибольшей производительностью и наименьшей себестоимостью для данного масштаба производства. Технологичной конструкцией считается та, которая в большей степени отвечает требованиям прогрессивной технологии.

Это в равной степени относится к выбранному материалу детали и ее термической обработке, к геометрической форме, точности механической обработки и шероховатости поверхности.

Для объективного суждения о технологичности детали необходимо учитывать ряд факторов, которые определяют технологичность конструкции:

а) Деталь имеет формы, которые обеспечивают возможность изготовления заготовок с наименьшими припусками и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей с применением наиболее прогрессивных методов обработки;

б) Небольшая масса детали составляет 6,6кг.;

в) повышенная жесткость конструкции, обеспечивающая назначение увеличенных режимов резания;

г) доступность обрабатываемых поверхностей для режущего инструмента, а также для наблюдения и контроля в процессе обработки;

д) наличие у детали поверхностей, которые могут служить удобными и надежными технологическими базами;

е) целесообразная степень точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, отвечающая требованиям эксплуатации;

ж) максимальная унификация отдельных элементов детали (радиусов, фасок, канавок);

З) деталь обладает большой твёрдостью для обработки шлицевого отверстия протягиванием, необходимость ввода промежуточной термообработки.

г) материал детали сталь 38ХС полностью отвечает всем требованиям, предъявляемым к детали. Она способна выдержать силовые нагрузки, которые испытывает обойма. Сталь обладает однородной структурой, которая способствует стабильности размеров после термической обработки.

Количественная оценка технологичности конструкции детали

Количественная оценка технологичности детали определяется по ГОСТ 14.201 - 83 в соответствии с МР 186 - 85, при которой на первоначальной стадии используются некоторые дополнительные показатели: коэффициент использования материала, точности обработки, шероховатости поверхности. Отработка детали на технологичность предоставлена в таблице 2.2. эскиз детали на рис. 2.1

Рис. 2.1. Эскиз детали

Таблица 2.2.

Анализ рабочего чертежа детали

Коэффициент использования материала :

, (2.6)

где - масса детали, кг;

- масса заготовки, кг.

Коэффициент точности обработки :

, (2.7)

где - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

Коэффициент шероховатости поверхности:

, (2.8)

где - среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали.

Для оценки технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки и шероховатости поверхности проведем анализ рабочего чертежа детали.

Массы детали и заготовки в базовом технологическом процессе составляют 4,4 кг и 6,6 кг соответственно. По формуле (2.6) коэффициент использования материала :

,

что свидетельствует о вполне удовлетворительном использовании материала.

Определяем А_ср. и Б_ср.

Рассчитываем коэффициент точности обработки К_т.ч по формуле (2.7):

Рассчитываем коэффициент шероховатости поверхности по формуле (2.8):

Сравнив рассчитанные показатели с нормативными значениями (, ), можно сделать вывод, что деталь по данным показателям можно считать технологичной.

2.3 Анализ базового технологического процесса

В результате проведения анализа базового технологического процесса для кронштейна были выявлены следующие моменты:

- общая последовательность обработки кронштейна, включая все операции технологического процесса - механическая обработка, технический контроль, термическая обработка, установлена обоснованно;

- способ получения заготовки для заданного годового объема выпуска деталей является не достаточно рациональным, так как есть возможность получения заготовки на ГКМ, этот метод позволяющего снизить припуски на механическую обработку, исключить штамповочные уклоны. В результате замены способа получения заготовки снизится масса заготовки и затраты на механическую обработку детали, повысится коэффициент использования материала.

- метод упрочнения детали назначен в соответствии с ее функциональным назначением и условием ее эксплуатации (термообработка)

- одним из недостатков базового технологического процесса является использование неавтоматизированных станочных и контрольных приспособлений, приспособления, используются в базовом техпроцессе узкопереналаживаемые, что затрудняет их использование в условиях среднесерийного производства с достаточно широкой номенклатурой изделий

- в базовом технологическом процессе используются станки с ручным управлением (1К62, 2Е78П, 7Б56У), а это не целесообразно в автоматизированном производстве.

- Оборудование ПУ65А80ДФ4, 1П765ДФ3 используется не рационально, габариты и мощность станков значительно превышают необходимые для обработки изделия.

- результаты приведенного анализа должны служить исходным материалом для разработки нового варианта технологического процесса механической обработки детали ориентированного на условия автоматизированного производства.

- обработка производится стандартным и специальным режущим инструментом, из быстрорежущей стали Р6М5, и инструментом оснащённым напайными твердосплавными пластинами Т15К6 на заниженных режимах резания.

- контроль ведётся стандартным и специальным мерительным инструментом: штангенинструментом, калибрами, пробками, скобами, микрометрами, нутромерами, комплексными калибрами.

- не эффективно используется станок 2Е78П для обработки отверстия Ш 117Н8

Результаты приведенного анализа должны служить исходным материалом для разработки нового варианта технологического процесса механической обработки детали ориентированного на условия автоматизированного производства.

2.4 Выбор заготовки

Выбор вида исходной заготовки является ответственным этапом разработки технологического процесса, так как коренным образом влияет на технологию механической обработки детали. Правильный выбор заготовки - установление метода ее получения, формы и размеров весьма существенно влияет на расход металла, число операций, трудоемкость и себестоимость изготовления детали.

На выбор метода получения заготовки оказывает влияние материал детали, ее служебное назначение и технические требования на изготовление; объем годового выпуска; форма поверхностей и размеры детали; производственные возможности заготовительных цехов.

Особенно важно правильно выбрать заготовку в автоматизированном производстве, когда обработка ведется на станках с ЧПУ, робототехнических комплексах, автоматах, автоматизированных гибких и автоматических линиях.

По техническим требованиям к детали заготовка может получатся только методом давления существует ряд способов получения заготовок:

1. Штамповку на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) выполняют в штампах с двумя плоскостями разъема: одна - перпендикулярна оси заготовки между матрицей и пуансоном, вторая - вдоль оси, разделяет матрицу на неподвижную и подвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. На ГКМ штампуют поковки типа стержней с утолщениями, с глухим отверстием, трубчатые, с полым утолщением и стержнем. Благодаря осевому разъему матриц уклон в участках зажатия на поковках не требуется.

2. Штамповка в закрытых штампах на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) в неразъемных матрицах достигается применением более точных заготовок, более точной дозировкой металла, применением обычной заготовки и компенсирующего устройства в штампах для размещения излишка металла (5 - 10 % объема заготовки). Точная дозировка металла для штамповки связана с дополнительными затратами из-за более сложного инструмента и меньшей производительности при отрезке. Штамповку в закрытых штампах с разъемной матрицей выполняют обычно с компенсаторами для выхода лишнего металла; матрицы имеют горизонтальный разъем.

Расчёт ориентировочной массы заготовки ведётся по формуле

 (2.9)

Где М_д - масса детали

К_р - расчётный коэффициент устанавливаемый в соответствии с характеристикой детали.

Расчёт себестоимости заготовок

(2.10)

Где - базовая стоимость одной тонны заготовок в руб.

коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, марки материала, объёма производства заготовок.

- масса заготовки

- масса готовой детали

- стоимость отходов

Расчёт себестоимости заготовки получаемой на ГКМ

класс точности Т2, группа сложности М1, степень сложности С3, конфигурация разъёма штампа несимметрично изогнутая И_н

расчёт массы заготовки по формуле (2.8) К_р =1,4

расчёт себестоимости по формуле (2.10) С_i = 45000руб., С_отх.=7973руб.

Расчёт себестоимости заготовки получаемой на КГШП

класс точности Т2, группа сложности М2, степень сложности С3, конфигурация разъёма штампа плоская П.

расчёт массы заготовки по формуле (2.9) К_р =1,6

расчёт себестоимости по формуле (2.9) С_i = 45000руб., С_отх.=7973руб.

Так как себестоимость заготовки на ГКМ ниже, и масса заготовки меньше, выбираем этот способ получения заготовки.

Коэффициент использования материала:

, (2.11)

где - масса детали;

- масса поковки.

Значения припусков выбираем из таблиц приведенных в технической литературе. Исходный индекс 15. Величины припусков и допусков приведены в таблице 2.3.

Таблица2.3.

Припуски и кузнечные напуски

Дополнительные припуски:

Смещение по поверхности разъема штампа - 1,2 мм;

Величина остаточного облоя - 1,6 мм.

Допускаемая величина заусенца - 1,8мм

Штамповочный уклон:

На наружной поверхности - не более 5°; принимаем 5°;

На внутренней - не более 7°; принимаем 7°.

Размеры поковки, мм:

Диаметр 83+(3,6Ч2)=90,2; принимаем 91,4 мм;

Диаметр 51.4 - (3,6Ч2)=44,2; принимаем 44,2 мм;

Толщина 26+(3,3Ч2)=32,6; принимаем 32,6 мм.

Диаметр 135+(3,7Ч2)=142,4; принимаем 142,4 мм.

Диаметр 117-(3,6Ч2)=109,8; принимаем 109,8 мм.

Толщина 98+3,6=101,6; принимаем 101,6 мм.

Радиус закругления наружных углов - 4,0 мм (минимальный) принимаем 4,0 мм. Допускаемые отклонения размеров:

Диаметры 91,4 мм, 44,2 мм, 142,4 мм;

Линейные размеры 32,6 мм, 109,8 мм.

2.5 Разработка маршрутного технологического процесса

На основании анализа базового технологического процесса изготовления детали и выбора метода получения заготовки разработаем проектный вариант маршрутного технологического процесса, обеспечивающий требования рабочего чертежа детали при одновременном снижении затрат на ее изготовление.

Маршрутный технологический процесс изготовления корпусных деталей на станках с ЧПУ разрабатывают с учетом технологических возможностей этих станков (в том числе точности и производительности) и их стоимости. На станках с ЧПУ, которые значительно дороже универсальных станков с ручным управлением, следует выполнять лишь те операции, которые позволяют при обеспечении требуемой точности существенно повысить производительность обработки и её эффективность.

При определении последовательности выполняемых технологических процессов на станках с ЧПУ исходят из задачи достижения требуемой точности при одновременном сокращении затрат вспомогательного времени на замену инструмента и выполнение вспомогательных ходов.

Корпусная деталь подвергается промежуточной термической обработке и имеет точные отверстия и плоскости, то маршрутный технологический процесс ее изготовления на станках с ЧПУ рекомендуется строить следующим образом:

1. Первая черновая операция - обработка детали с двух-трех сторон (плоскости и отверстия большого диаметра); в качестве технологических баз используют поверхности, обеспечивающие надежное закрепление и возможность производительного снятия припуска.

2. Вторая черновая операция - обработка остальных сторон детали с установкой по обработанным в предыдущей операции поверхностям, создание технологических баз для последующей обработки. В каждой операции следует стремиться обработать взаимосвязанные плоскости и отверстия для того, чтобы обеспечить правильность их относительного расположения и минимальный припуск на последующую обработку, удалить, по возможности, максимальное количество материала для стабилизации внутренних напряжений.

3. Термическая обработка.

4. Чистовая операция - обработка основного отверстия .

Данный маршрутный технологический процесс был составлен на основе анализа существующих типовых маршрутных технологических процессов. В соответствии с чертежом детали разработаем технологический маршрут и оформлен в виде таблицы 2.4.

Таблица 2.4.

Маршрутный технологический процесс